Ideest reaalsuseni: muuda olemasolevat digitaalset allkirjastamise skeemi elliptilisel kõveral, et see oleks määratletud, ning pakume selle alusel funktsioone usaldusväärsete plokiahela raames genereeritud pseudojuhtumiste arvude hankimiseks.

Idee

2018. aasta sügisel aktiveeriti Waves'i plokiahas esimesed nutilepingud, kohe kerkis küsimus, kas on võimalik saada pseudojuhtumisi, millele saab usaldada.

Mõeldes selle küsimuse üle, jõudsin lõpuks järeldusele: iga plokiahel on rakk, usaldusväärse entropia allika saamine suletud süsteemis on võimatu.

Aga üks idee meeldis mulle siiski: kui juhuslik oraakel allkirjastab kasutajaandmed määratletud algoritmiga, siis saab kasutaja alati kontrollida sellist allkirja avaliku võtme kaudu ja on kindel, et saadud väärtus on ainulaadne. Oraakel ei suuda midagi muuta, algoritm annab üheselt mõistetava tulemuse. Sisuliselt kinnitab kasutaja tulemuse, kuid ei tea seda kuni oraakel selle avalikustab. Selgub, et oraakel ei pruugi üldse olla usaldusväärne, kuid saab kontrollida selle töö tulemust. Seega, edu korral sellise kontrollimise juures võib sellist allkirja pidada usaldusväärseks entropia allikaks pseudojuhtumiste arvu jaoks.

Waves'i plokiahelas kasutatakse allkirjastamise skeemi EdDSA variant PerformanceResourceTiming. Antud skeemis koosneb allkiri R ja S väärtustest, kus R sõltub juhuslikust väärtusest ja S arvutatakse allkirjastatava sõnumi, privaatvõtme ja sama juhusliku arvu põhjal, mis on R. Selgub, et üheselt määratletud sõltuvust ei ole, sama kasutaja sõnumi puhul eksisteerib mitu kehtivat allkirja.

On ilmselge, et puhtal kujul ei saa sellist allkirja kasutada pseudojuhtumiste arvu allikana, kuna see on määratlemata ja seega võib see olla hõlpsasti oraakli manipulatsioonide objektiks.

Aga nagu selgus, on võimalik muuta see tegelikult määratletuks.

Mul olid suured lootused kontrollitava juhusliku funktsiooni (VRF) osas, kuid pärast materjali põhjalikku uurimist pidin sellest variandist loobuma. Kuigi VRF pakub deterministlikku allkirjastamise ja selle tõestamise varianti, sisaldab algoritm kummalist kohta, mis avab orakli manipuleerimise jaoks musta augu. Nimelt, k väärtuse arvutamisel (jaotis 5.1) kasutatakse salajast võtit, mis jääb kasutajale teadmata, seega ei saa kasutaja k arvutamise õigsust kontrollida, mis tähendab, et orakel võib kasutada mis tahes vajalikku k väärtust ja samal ajal pidada k ja allkirjastatavate andmete vastavuste andmebaasi, et alati saaks uuesti arvutada VRF-i seisukohalt õige tulemuse. Kui näete VRF-i põhjal korraldatud loosimist ilma salajase võtme avalikustamiseta, võite targutada: osutada vajadusele kas avada võtme või jätta see k arvutamisest välja, siis salajane võti avaldub automaatselt, kui ilmub esimene allkiri. Ühesõnaga, nagu juba öeldud, on see kummaline skeem juhuslikule oraklile.

Veidi mõtlemini ja kohalike analüütikute toetuse saades sündis VECRO töö skeem.

VECRO on lühend Verifiable Elliptic Curve Random Oracle, mis tähendab eesti keeles kontrollitavat juhuslikku oraklit elliptiliste kõverate põhjal.

Kõik osutus üsna lihtsaks, et saavutada deterministlikkust, tuleb fikseerida R väärtus enne allkirjastatava sõnumi ilmumist. Kui R on fikseeritud ja see on osa allkirjastatavast sõnumist, mis lisaks tagab R fikseerimise allkirjastatavas sõnumis, määratakse S väärtus ainulaadselt kasutaja sõnumi põhjal ja seega saab seda kasutada pseudo-juhuslike numbrite allikana.

Sellises skeemis pole oluline, kuidas R fikseeritakse, see jääb orakli kohustuseks. Oluline on, et S määratakse ainulaadselt kasutaja poolt, kuid selle väärtus on teadmata, kuni orakel selle avalikustab. Just nagu me soovisime!

R fikseerimise kohta rääkides, pöörake tähelepanu sellele, et taaskasutatud R Erinevate sõnumite allkirjastamisel toob EdDSA skeem kindlasti välja privaatvõtme. Oraakli omaniku jaoks on äärmiselt oluline välistada R-i taaskasutamise võimalus erinevate kasutaja sõnumite allkirjastamiseks. See tähendab, et igasuguste manipulatsioonide või kokkulepete korral riskib oraakel alati oma privaatvõtme kaotamisega.

Kokkuvõttes peab oraakel kasutajatele pakkuma kahte funktsiooni: initsialiseerimist, mis fikseerib R väärtuse, ja allkirjastamist, mis tagastab S väärtuse. Siinkohal on R, S paar tavaline kontrollitav allkiri kasutaja sõnumist, mis sisaldab fikseeritud R väärtust ja kasutaja suvalisi andmeid.

Võib vaielda, et see skeem blockchain'ile on mitte midagi muud kui tavaline commit-reveal skeem.Sisuliselt on see tõsi. Kuid siin on mõned nüansid. Esiteks, oraakel töötab alati kõigis toimingutes ühe ja sama võtmega, näiteks on see mugav lepingutes. Teiseks, oraakli privaatvõtme kaotamise risk on olemas vale käitumise korral, näiteks, kui oraakel lubab tulemust proovima, piisab vaid kahest proovist, et teada saada privaatvõti ja saada täielik juurdepääs rahakotile. Kolmandaks, blockchain'is natiivset kontrollitav allkiri, mis on juhuslikkuse allikas - see on ilus.

Pool aastat küpses idee teostamine peas, kuni lõpuks tuli motivatsioonina Waves Labs'i grant.Suure grantiga kaasnevad suured vastutused, seega on projekt teoks saamas!

Rakendamine

Nii et selles projektis VECRO teostati Waves blockchain'is päring-vastus režiimis kasutaja ja oraakli vahel ülekannete abil. Selle käigus on oraakli kontol skript, mis kontrollib tööde teostamist rangelt eelnevalt kirjeldatud loogika järgi. Oraakli tehingud läbivad kontrollimise, taastades kogu suhtlusahela kasutajaga. Lõppväärtuse kontrollimisel osaleb kõikides neljas tehingus, nutileping liidab need rangelt kontrolliva niidi külge, kontrollides samm-sammu haaval kõiki väärtusi ja jättes kohtadele manipulatsioonide jaoks.

Korduseks, et jääks selgeks. Oraakel ei tööta lihtsalt ettepanekud skeemi järgi. Tema töö on täielikult kontrollitud blockchain'i tasandil. surmatu nutilepinguga. Samm vasakule ja tehing lihtsalt ei toimu. Seega, kui tehing on plokiahelasse jõudnud, ei pea kasutaja isegi midagi kontrollima, kõik on juba kontrollitud sadade võrgu sõlmede poolt.

Praegu on Wavesi peavõrgus käivitatud üks VECRO (sa saad ka oma käivitada, see ei ole keeruline, lihtsalt vaata konfiguratsiooni näidet). Praegune kood töötab PHP-s (sid WavesKit, millest ma rääkisin varem).

Oraakelteenuse kasutamiseks tuleb:

• Kinni panna R;
  • Saada vähemalt 0.005 Waves orakli aliasele init@vecr;
  • Saada R-kood manuses ülekandel 1 R-vecr tokeni oraklilt kasutajale;
• Saada allkiri;
  • Saada vähemalt 0.005 Waves orakli aliasele random@vecr ja kindlasti märkida manuses varasem R-kood ning lisainformatsioon kasutajalt;
  • Saada S-kood manuses ülekandel 1 S-vecr tokeni oraklilt kasutajale;
• Kasuta S-koodi pseudo-juhusliku numbri allikana.

Praeguse teostuse nüansid:

• Oraklile saadetud Wavesi kasutatakse kasutajale tagasitehingu tasuna, kuni maksimaalselt 1 Waves;
• R-kood on sümboli 'R' ja 32-baidise R väärtuse konkateneerimine base58 kodeeringus;
• R-kood manuses peab olema esimesena, kasutajate andmed tulevad pärast R-koodi;
• S-kood on sümboli 'S' ja 32-baidise S väärtuse konkateneerimine base58 kodeeringus;
• S on jäägi mooduli jagamise tulemus, seetõttu ei saa S-d kasutada täis 256-bitise pseudo-juhusliku numbrina (seda numbrit võib pidada maksimaalselt 252-bitiseks pseudo-juhuslikuks numbriks);
• Lihtsaim variant on kasutada S-koodi hash'i pseudo-juhusliku numbrina.

S-koodi saamise näide:

• Algatamine: https://wavesexplorer.com/tx/8gc8jwM7JrPNehoDs7NVyos7BsufYktvkwVW1B6FAY6
• R-koodi saamine: https://wavesexplorer.com/tx/9eB25SbzEwvHEbm8pcKj7MGDrYv1u3Fxpj696FkJ96hd
• R-koodi ja kasutajandmete 'random' allkirja tulemuse pärimine: https://wavesexplorer.com/tx/6faoFJobEsugDFYmYmfsbtQYABmckNuE2kevaLh7ifzz
• S-koodi saamine: https://wavesexplorer.com/tx/C5VrFLQcprbA1KXAToaNvMP4Kg2rq43NkwWuADAA7wXX

Tehniliselt on oraakel täielikult töövalmis, võid julgelt seda kasutada. Tavaolekuses kasutaja jaoks puudub mugav graafiline liides, seda tuleb veel oodata.

Olen valmis vastama küsimustele ja võtma vastu märkuseid, aitäh.

Allikas: habr.com